profESOr de ESO: Ahora, más que nunca, renovables

El sol es más rentable que nunca
Usted ya puede ganar un dinero gracias a la instalación de estaciones fotovoltaicas.
La Transición a las energías renovables estimula la economía, genera empleo y riqueza.

Esta vez lo han dicho en Alemania, y lo están aplicando, no solo es teoría o una posibilidad lejana.

La transición hacia las energías renovables va a aumentar el PIB, estimular la economía y crear empleo, y todo a corto plazo, allí lo van a hacer.

En ScienceDaily se publica el articulo Transition to Renewable Energy Stimulates the Economy en el que miembros del prestigioso The Fraunhofer Energy Alliance publican no solo sus conclusiones, sino los conceptos y las soluciones para llevar a cabo dicha transición.

El profesor Eicke R. Weber indica en dicho estudio que en los próximos diez años la transición hacia las energías renovables aumentará el PIB, y creará puestos de trabajo.

El desastre de Fukushima ha aumentado la conciencia de la opinión publica hacia un cambio deseable hacia fuentes renovables, y también se ha visto voluntad política para volver a replantear y corregir la política energética seguida hasta ahora. La cuestión importante que se plantea en este debate publico es si el cambio hacia las Energia renovables será demasiado caro y si supone, en Alemania, una amenaza para su competitividad industrial.

En el articulo se indica que estudios realizados durante los últimos años años en la UE por el Instituto Fraunhofer confirman por el contrario que un cambio hacia las energías renovables estimulara un crecimiento del mercado de trabajo en la próxima década y que los temores generados son infundados. En el año 2020 los investigadores predicen que unos 2,8 millones de personas estarán empleadas en el sector de las energías renovables en Europa, una vez que los objetivos de la UE en este sector se hayan alcanzado.

Se indica que el impacto negativo que tendrá el ir abandonando las fuentes tradicionales de Energia hacia las renovables será ampliamente superado por estas con un saldo neto de unos 400.000 puestos de trabajo adicionales en la UE en su conjunto. Estiman que por ello el PIB en Europa crecerá un 0,24%, unos 35 millones de euros. Confirman que también otros estudios independientes contratados por el Ministerio Alemán de Medio Ambiente llegaron a la misma conclusión considerando varios escenarios.

La Energia renovable es rentable

"La transición a los suministros de energía sostenible es uno de los mayores desafíos del siglo 21", afirma el profesor Eicke Weber, portavoz de la Alianza de Energía Fraunhofer y Director del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE Energía en Friburgo.

"Para mantener los precios de la electricidad, el calor y el transporte asequibles en el futuro, tenemos que usar más eficientemente la energía y dedicar más investigación en el desarrollo de fuentes renovables", dice el Dr. Mario Ragwitz que coordinó el estudio de la UE, y destaca además que "debemos mantener la inversión en energías renovables. Y tenemos que ser pacientes". Pero vale la pena el esfuerzo, no sólo para asegurar el suministro de materias primas y para proteger el medio ambiente, sino también porque lo es económicamente a medio y largo plazo.

Otro estudio titulado "Visión de un sistema energético 100 por ciento renovable", ilustra cómo un suministro fiable de energía asequible y robusto, basado en fuentes renovables se puede lograr en Alemania en el año 2050. "La expansión de las energías renovables genera costos adicionales al principio, sin embargo, los costos tendrán un pico en 2015 por un total de cerca de 17 millones de euros que es sólo un ocho por ciento de los costos totales de energía en Alemania, y los costos caerán de nuevo después. Entre 2010 y 2050 habrá un ahorro total de unos 730 millones de euros que se pueden conseguir solamente con los sectores de electricidad y calefacción", dice el profesor Jürgen Schimd director del Instituto Fraunhofer de Energía Eólica.

La Energia solar será cada vez mas competitiva.

En sus estudios confirman que los costos de la Energia renovable van a seguir cayendo. Predicen que los precios de los paneles fotovoltaicos van a continuar con la tendencia de una curva-de-aprendizaje en los próximos años, indica el profesor Eicke Weber.

Esta tendencia supone que el precio de los módulos fotovoltaicos, que en la actualidad está entre los € 1,50 € und 2.00/Wp (neto), podrían caer por debajo de € 1.00/Wp en el año 2016, lo que pondría los costos de generación de electricidad en Alemania entre 11 y 14 centavos de dólar por kilovatio-hora. Los requisitos previos para esta reducción de los costos es continuar el desarrollo de la producción, la utilización eficaz de las capacidades de producción a través del crecimiento en el mercado global de energía Fotovoltaica, y con la aplicación continua de innovaciones tecnológicas en la producción.

"Estas metas representan un desafío significativo para la industria fotovoltaica, pero se pueden lograr con los avances en la tecnología". La optimización de los costos de las fuentes de producción conducirá necesariamente a un mayor porcentaje de la energía fotovoltaica en el mix energético, según el ISE.

"La energía fotovoltaica no sólo reducirá los costos de producción de la electricidad en Alemania en el futuro, sino que al mismo tiempo ofrece los beneficios de estar a la vez libre de emisiones y de la contaminación acústica, sino que también permite descentralizar la generación de electricidad y disminuir la carga de la red. Su aumento de capacidad también constituye impacto ambiental al mínimo", dice Weber.

El porcentaje mínimo para una razonable cuota de la energía fotovoltaica en el mix energético alemán es del 14 por ciento, pero en principio los investigadores en el ISE predicen una contribución de la Energia Fotovoltaica de más del 30 por ciento, mix que es factible a medio plazo.

Grandes prestaciones para los parques eólicos.

Con una cuota del 6,4 por ciento, la energía eólica en Alemania ocupa el primer lugar en la producción de energía de fuentes renovables. "La energía eólica ya es relativamente barata. Dependiendo de la ubicación, la generación de electricidad tiene unos costos entre 3 y 6 centavos de dólar por kilovatio-hora", dice Jürgen Schmid.

En un nuevo estudio realizado por la Asociación Alemana de la Energía Eólica (BWE), los expertos han demostrado que, de acuerdo con datos geográficos, el 8 por ciento de la superficie terrestre en Alemania fuera de los bosques y las áreas protegidas está disponible para su uso en la generación de energía eólica. Con tan solo un 2 por ciento de esta superficie se generarían unos 198 gigavatios. En términos puramente matemáticos, por tanto, la energía eólica terrestre podría contribuir con unos 390 teravatios-hora del consumo anual de energía de Alemania, que actualmente se encuentra a unos 600 teravatios-hora.

El estudio pone de manifiesto que el potencial de la energía eólica terrestre en gran medida todavía no se ha agotado. "En la actualidad, hay sólo 28 gigavatios de potencia eólica instalada", afirma el Dr. Kurt Rohrig que dirigió el estudio de la Energia eólica. Además, están los parques eólicos marinos que generarán de 20 a 25 gigavatios, o un 15 por ciento de las necesidades energéticas de Alemania en el año 2030, de acuerdo con los objetivos ya establecidos. El primer parque eólico marino alemán, Alpha Ventus,se terminó en 2010 y sirve como una prototipo y como una plataforma para la investigación.

Los parques eólicos marinos representan un reto a la innovación. Tienen que estar diseñados y construidos para soportar el viento, el agua, la sal, la radiación UV y las olas durante la totalidad de su vida útil de unos 20 años.

Un área especial de pruebas en alta mar se ha desarrollado en Bremerhaven, que permite por primera vez simular de forma simultánea los factores de estrés mecánico y cambio climático. Los componentes están expuestos a la sal de rocío, las olas, la luz ultravioleta y la humedad.

La simulación permite a los investigadores obtener conclusiones sobre la fiabilidad y la durabilidad de los sistemas en prueba. En las instalaciones se prueba la tensión mecánica en las palas de rotores de gran potencia, las pruebas estáticas y dinámicas se llevan a cabo con millones de variaciones de carga en diferentes situaciones. Las instalaciones ya se ha adaptado para palas de rotores de hasta 70 metros radio.

Una nuevo prototipo para longitudes de hasta 90 metros entró en operación el 9 de junio de 2011. "Esto permitirá probar las mayores instalaciones en Europa para aerogeneradores con potencias de alrededor 10 megavatios", indica el profesor Andreas Reuter, Director de la IWES en Bremerhaven

Nuevas redes inteligentes de distribución y sistemas de almacenamiento de Energia.

En el estudio indican que un suministro de energía descentralizada basado en las fuentes renovables requiere de una estructura de distribución diferente a la actual red de distribución eléctrica, los sistemas actuales están diseñados para gestionar grandes plantas de generación eléctrica, centralizadas y no distribuidas. En el futuro, tendremos mucha energía solar, eólica, plantas de biomasa distribuidas que tendrán que estar gestionadas para que las predicciones sobre su rendimiento y la carga puedan ser razonablemente gestionadas. Diferencias en el suministro producidas por variaciones en la disponibilidad del sol o escasez del viento deberán ser compensadas con un rápido suministro de energía almacenada y por plantas de reserva por medio de un sistema de control.

"No necesitamos de la energía nuclear como una tecnología de transición", confirman Eicke Weber y Jürgen Schmid.

Ellos creen que el rápido desarrollo de las fuentes renovables presenciado en los últimos años pueda ser obstaculizado por la falta de flexibilidad de las centrales nucleares. Plantas de gas de ciclo combinado junto con sistemas de almacenamiento de energía en combinación con una nueva red de distribución eléctrica son las tecnologías de transición más adecuadas.

En definitiva, se trata de hacer las redes más inteligentes. Los expertos se refieren a una red inteligente a través de la cual se podrán gestionar muchos sistemas de generación junto con los consumidores, los sistemas se comunicaran entre ellos y se adaptaran a las necesidades de acuerdo con la disponibilidad de la energía eólica o solar. Gran parte de la investigación y desarrollo aún tiene que hacerse. Fraunhofer está trabajando intensamente en el desarrollo e implementación de estos nuevos conceptos.

Los científicos de la IWES, por ejemplo, están participando en el nuevo proyecto de investigación "Kombikraftwerk 2" junto con otros nueve socios de la industria y la ciencia. El proyecto ya cuenta con modelos y pruebas de campo para la red de eólica, el biogás y los sistemas de energía solar a partir de datos obtenidos por tecnologías modernas de comunicación. Se coordinaban todos estos sistemas de produccion de energía para crear una unidad virtual que funciona como una central eléctrica. Los investigadores esperan demostrar que la cobertura completa de nuestras necesidades energéticas con fuentes de energía renovables es realista y que las luces no se apagará incluso si el viento se para y la luz del sol es escasa.

Baterías redox de flujo, por ejemplo, pueden ser adecuadas para proporcionar un almacenamiento temporal de la energía necesaria. Estas son de gran capacidad, robustas y de larga vida, son baterías redox de flujo de vanadio en las que los compuestos químicos de vanadio alternativamente absorben y descargan los electrones a través de una membrana. Varios institutos Fraunhofer están cooperando en el desarrollo de estas baterías de flujo. Los investigadores tienen como objetivo a largo plazo construir una instalación del tamaño de un campo de balonmano. Tendría una capacidad de 20 megavatios, suficiente para satisfacer las necesidades de energía de alrededor de 2.000 hogares durante una noche de invierno o un día nublado. Pero, ¿cuanto falta para esto? Las mayores instalaciones de laboratorio en el Instituto Fraunhofer de Medio Ambiente, Seguridad y Tecnología de la Energía UMSICHT en Oberhausen ya producen en la actualidad varios kilovatios de potencia. Los investigadores esperan llegar a los niveles de megavatios en unos cinco años.

Nuevas formas de pensar para nuevos suministros de Energia.

Estos expertos indican que hay también muchas ideas innovadoras todavía con un gran potencial sin explotar. Una posibilidad sería el uso de la capacidad de almacenamiento térmico de los edificios en una red inteligente de almacenamiento de energía pasiva a través de bombas de calor eléctricas y contadores inteligentes de energía. Los investigadores de la ISE están investigando el potencial de almacenamiento remoto de las bombas de calor. Otra posibilidad consiste en utilizar las baterías de los coches eléctricos del futuro como dispositivos de almacenamiento de energía cuando están conectados a la red eléctrica.

Una idea poco convencional consiste en utilizar los excedentes de electricidad para la electrólisis del agua. El hidrógeno derivado se utiliza junto con el dióxido de carbono para producir metano en gran volumen que pueden ser objeto de uso para almacenar energía en forma química o se introduce en las redes existentes de gas natural. Esto haría que el uso de la infraestructura existente de gas natural de hoy y su gran capacidad de almacenar energía, redujera significativamente la dependencia del gas importado. (Para más información sobre estos sistemas de almacenamiento ver abajo en "más información")

Todos los esfuerzos hacia la energía sostenible, deben ir naturalmente acompañados de una reducción en el consumo y mejorar la eficiencia. ¿Cómo será en el futuro en la práctica esta mejora de eficiencia? Se ha demostrado por el ISE a través de su participación en la renovación de los sistemas de energía en un edificio de 16 pisos en Weingarten, un distrito de Friburgo, que las necesidades de energía primaria para calefacción, agua caliente, ventilación, iluminación y electricidad de la casa se redujeron en un 40 por ciento. En los próximos dos años, los científicos ISE registraran y analizaran el consumo de energía del edificio en condiciones reales de operación. Los resultados del estudio, al igual que considerar todo este proyecto como un todo servirán de modelo a tener en cuenta en planes similares de renovación y desarrollo de nuevos sistemas de de energía que se planifiquen.

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